新冠疫情（COVID-19）目前導(dǎo)致1.1億人感染，死亡人數(shù)超過(guò)265萬(wàn)，給全球各地各領(lǐng)域都帶來(lái)了巨大的沖擊。國(guó)際貨幣基金組織（IMF）2021年1發(fā)布的《世界經(jīng)濟(jì)展望報(bào)告》[1]中：除了中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)了2.3%（此處應(yīng)該有掌聲），全球經(jīng)濟(jì)萎縮3.5%，2020年損失11萬(wàn)億美元，且預(yù)測(cè)將在2020-2025期間的經(jīng)濟(jì)累積損失可能高達(dá)28萬(wàn)億美元，成為二戰(zhàn)以來(lái)最嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)衰退。

       通過(guò)對(duì)人類歷史中的大型流行性疾病的處理方式可看出，最有效的方法仍然是“防御+治療”的組合。盡管各國(guó)都積極研發(fā)、大量采購(gòu)**，并采取物理防護(hù)、隔離防疫等措施，但是新冠抗疫戰(zhàn)斗的最后一個(gè)缺角——有效的治療口服藥物，仍未得到完善的解決。

       瑞德西韋（remdesivir， 研發(fā)號(hào)GS-5734，商品名Veklury?）是由美國(guó)吉利德科學(xué)公司（Gilead Sciences）研發(fā)的一種廣譜抗病毒 藥物。它是唯一正式獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)的抗新冠注射藥物，更是被給予了“人民的希望”的美名。

       這個(gè)藥真的是所謂“神藥“嗎？

       Part 1

       瑞德西韋值幾錢？

       正是因?yàn)樾鹿谝咔榈谋l(fā)，給了“人民的希望”——瑞德西韋 橫空上市的機(jī)會(huì)。在美國(guó)，瑞德西韋一個(gè)療程的定價(jià)在3120美元，每瓶520美金。2021年2月4日吉利德公布的全年財(cái)務(wù)報(bào)告中顯示[2]，在HCV等其他抗病毒 藥物銷售額下降的情況下，瑞德西韋不負(fù)眾望地為吉利德貢獻(xiàn)了28億美元 的銷售額，也將吉利德在2020年的總銷售額相較2019年提高了10％，增至244億美元。

       盡管瑞德西韋已上市，但在很多發(fā)展中國(guó)家或者醫(yī)療條件落后的國(guó)家，人們通常用不起或者沒(méi)的用，甚至在發(fā)達(dá)國(guó)家也不是人人都支付得起如此昂貴的藥品。

       Part 2

       真假“神藥”分辨難

       能為吉利德帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的瑞德西韋，作為2020年醫(yī)藥界的當(dāng)紅炸子雞，自然吸睛無(wú)數(shù)。然而，政治界、新聞界、經(jīng)濟(jì)金融界、醫(yī)學(xué)界與科學(xué)界對(duì)它從各自不同角度和立場(chǎng)，產(chǎn)生了迥異的態(tài)度。多因素混雜的信息導(dǎo)致了藥效的不確定性，使得關(guān)于瑞德西韋是“神藥”的言論嚴(yán)重分裂。

       FDA批準(zhǔn)——瑞德西韋的幾項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括輕度至中度的新冠肺炎住院患者，證明瑞德西韋改善患者癥狀的效果優(yōu)于安慰劑，故美國(guó)FDA在2020年10月22日批準(zhǔn)了瑞德西韋的上市。目前有約100萬(wàn)人使用瑞德西韋藥物，且無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)。

       臨床報(bào)告1：2020年10月8日，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)布了瑞德西韋臨床試驗(yàn)最終報(bào)告[3]數(shù)據(jù)顯示：瑞德西韋10天療程優(yōu)于安慰劑；在出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀到需要使用呼吸機(jī)之前，患者恢復(fù)時(shí)間更短，或許可防止呼吸道疾病的惡化；但并未降低患者的死亡率。

       臨床報(bào)告2：2020年12月2日，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)布了世衛(wèi)組織（WHO）的“團(tuán)結(jié)試驗(yàn)”報(bào)告[4]，結(jié)果表明：4種試驗(yàn)藥物——瑞德西韋、羥氯喹、洛匹那韋/利托那韋和干擾素，均對(duì)住院的新冠病毒感染者的總死亡率、機(jī)械通氣風(fēng)險(xiǎn)和住院時(shí)間幾乎沒(méi)有產(chǎn)生改善。

       目前，全球仍有關(guān)于瑞德西韋藥效的臨床試驗(yàn)共76項(xiàng)（數(shù)據(jù)來(lái)源：藥渡數(shù)據(jù)），其中美國(guó)48項(xiàng)，國(guó)際臨床28項(xiàng)，包括對(duì)18歲以下的兒童，以及COVID-19妊娠患者中的安全性，有效性的臨床試驗(yàn)。

       瑞德西韋的在臨床中藥效意見(jiàn)不一致，可能來(lái)自多方原因，例如患者的年齡，性別，病癥程度評(píng)價(jià)的一致性，治療過(guò)程中同時(shí)采用的其他方案，死亡統(tǒng)計(jì)數(shù)字的準(zhǔn)確性等都會(huì)影響最終報(bào)告的結(jié)論。因此，關(guān)于瑞德西韋在臨床中是否有效，需要更多具有嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)設(shè)計(jì)的、具有可比性的臨床數(shù)據(jù)來(lái)佐證。

       對(duì)一個(gè)藥效并未獲得全方位肯定的藥，仍在臨床中被廣泛使用，這既是來(lái)自對(duì)病毒的恐懼，更是無(wú)其他特 效藥的情勢(shì)所迫而導(dǎo)致。因此，市場(chǎng)對(duì)于一種價(jià)格低廉且有良好的抗病毒效果的藥物需求極其迫切。

       Part 3

       原藥前藥硝煙起

       原藥是藥品中的活性成分。前藥是在原藥分子本身進(jìn)行修飾，引入其他化學(xué)官能團(tuán)的化合物。將原藥變成前藥，是為了更好的解決藥物的吸收度、靶向性及作用時(shí)間等一些原藥可能存在的問(wèn)題。

       如圖3所示結(jié)構(gòu)，瑞德西韋是一種核苷類似物。核苷是參與DNA或RNA組成的核苷酸成分之一，由嘌呤或嘧啶堿與核糖縮合而成。瑞德西韋的活性代謝產(chǎn)物——原藥GS-441542（藍(lán)色）就是腺嘌呤核苷的類似物，也可以與尿嘧啶核苷形成氫鍵作用。除去核苷部分（藍(lán)色），剩余黑色部分結(jié)構(gòu)則是瑞德西韋的前藥側(cè)鏈。

       由于病毒無(wú)法自我提供復(fù)制原料，而是完全依賴于周圍環(huán)境中的物質(zhì)。因此，瑞德西韋代謝產(chǎn)物GS-441524可以偽裝成病毒復(fù)制所需要的腺嘌呤核苷（藍(lán)色），裝配在正在復(fù)制產(chǎn)生的RNA片段中。除了對(duì)腺嘌呤堿基的修飾（紅色），GS-441524還在引入了直鏈氰基（綠色）。

       單磷酸化后的GS-441524中的氰基將在病毒復(fù)制過(guò)程中，與RNA聚合酶中的絲氨酸S861側(cè)鏈產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)[5]，如圖5，可能會(huì)導(dǎo)致RNA的位置扭曲，阻礙易位。因此，瑞德西韋代謝物GS-441524的單磷酸化物的混入將會(huì)導(dǎo)致復(fù)制過(guò)程出錯(cuò)，進(jìn)而阻斷病毒的復(fù)制，這便是瑞德西韋產(chǎn)生抗病毒活性可能的原理機(jī)制。從上可以看出，影響病毒復(fù)制的是瑞德西韋的代謝產(chǎn)物GS-441524，而非作為前藥的瑞德西韋本身

       實(shí)際上，吉利德公司在2012年就已經(jīng)開(kāi)展了許多關(guān)于GS-441524的抗病毒研究。這個(gè)核苷類似物在很多病毒中具有廣譜的抗病毒活性，例如丙肝病毒、甲型流感、副流感、冠狀病毒等[6]。

       GS-441524的應(yīng)用最為人熟知的是作為治療貓的傳染性腹膜炎[7]（由貓冠狀病毒引起疾?。┑闹饕幬?，俗稱“441”。文獻(xiàn)中報(bào)道的貓傳腹藥物實(shí)驗(yàn)有效劑量在2-4 mg/kg，用藥后26只貓中18只沒(méi)有復(fù)發(fā)，其他貓病情也得到緩解，治療效果比預(yù)期更好，且安全性尚可。因此，“441”雖未上市，但已經(jīng)被寵物醫(yī)院用原料藥做成注射劑。市場(chǎng)上“441”注射劑的價(jià)格也因尚未批準(zhǔn)而通常亂象叢生，5毫升裝的價(jià)格普遍在200-500元不等，更有甚者將2毫升裝的價(jià)格賣到700元。關(guān)于“441”作為獸藥的使用仍在試驗(yàn)階段。目前，尚未有瑞德西韋在獸藥領(lǐng)域的研發(fā)被披露。

       除了貓冠狀病毒，很多研究者對(duì)瑞德西韋和GS-441524在其他冠狀病毒以及不同類型病毒中的抗病毒活性進(jìn)行了對(duì)比研究。例如，吉利德在COVID-19爆發(fā)前發(fā)表的文獻(xiàn)中報(bào)道[8]，在埃博拉病毒、吸道合胞病毒、丙肝病毒、中東呼吸綜合征冠狀病毒、SARS冠狀病毒中，瑞德西韋對(duì)病毒的抑制活性優(yōu)于GS-441524近3-200 倍[9]。

       在新型冠狀病毒中，GS-441524與瑞德西韋的抗病毒活性近期由南方科技大學(xué)張緒穆教授團(tuán)隊(duì)在J. Med. Chem.[10]中報(bào)道。在合作方中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)郭德銀教授安全等級(jí)3級(jí)實(shí)驗(yàn)室中，測(cè)試了兩種藥物在非洲綠猴腎細(xì)胞，人肺癌細(xì)胞及人體結(jié)直腸癌細(xì)胞中的抗病毒活性。其中，瑞德西韋抑制新冠病毒的活性是GS-441524的 0.5 – 6 倍，兩者基本處于一個(gè)數(shù)量級(jí)，均可有效抑制新冠病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制，且GS-441524不影響細(xì)胞增殖，安全性良好。

       此外，在合作方國(guó)家呼吸疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙金存教授的安全等級(jí)3級(jí)實(shí)驗(yàn)室中，通過(guò)AAV-hACE2小鼠模型，評(píng)價(jià)了GS-441524與瑞德西韋對(duì)新冠病毒感染的治療效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，兩者都產(chǎn)生抗新冠病毒活性的效果。體重下降是感染新冠病毒后的表現(xiàn)之一。GS-441524可以在給藥期間保持小鼠體重不下降，而小鼠在瑞德西韋在給藥初期先有下降癥狀，后期逐漸體重恢復(fù)。GS-441524比瑞德西韋在小鼠肺中的病毒滴度更下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)。病例切片顯示，GS-441524可以有效減輕肺組織炎癥及病理?yè)p傷。

       療效只是藥物的重要屬性之一，藥物的成藥性也是將候選化合物推向市場(chǎng)的另一項(xiàng)需要通過(guò)的必備特征。成藥性包括藥物的吸收、分布、代謝、排泄，以及藥物安全性（ADME/Tox）性質(zhì)。

       通過(guò)吉利德公司提交的藥物審批報(bào)告中得知，瑞德西韋的溶解度很低，不可口服，生物利用度極低<5%，因此對(duì)于藥物的使用便捷性、普遍性和可及性產(chǎn)生很大影響。而GS-441524作為瑞德西韋母核，在廣東省動(dòng)監(jiān)所副所長(zhǎng)張鈺教授的藥代動(dòng)力學(xué)測(cè)試中，雖然半衰期比瑞德西韋更長(zhǎng)（1小時(shí)），可達(dá)到27小時(shí)，但仍顯示出與瑞德西韋類似的低生物利用度的特征。

       從原藥GS-441524與前藥瑞德西韋的對(duì)比中可以看出，兩者在抗新冠活性的藥效類似，GS-441524優(yōu)于瑞德西韋的幾點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)價(jià)格便宜以及合成難度相對(duì)較低，更適合作為用于疫情期間的應(yīng)急藥物而大量生產(chǎn)。

       Part 4

       “修”得路現(xiàn)腳步間

       雖說(shuō)瑞德西韋已經(jīng)獲批上市，但是其注射給藥的方式，以及低溶解度，影響了使用的地域廣泛程度，尤其是在醫(yī)療條件不發(fā)達(dá)的南非等國(guó)家，注射用藥并非方便有效。任何一個(gè)國(guó)家的防疫落后都將會(huì)降低全球抗疫的速度。

       雖說(shuō)GS-441524比瑞德西韋在更容易合成，生產(chǎn)成本更低，但它仍然無(wú)法解決瑞德西韋溶解度與生物利用度低的痛點(diǎn)，阻礙了研究者對(duì)它推進(jìn)的腳步。

       雖說(shuō)還有其他在研的口服藥物正處于臨床試驗(yàn)階段，例如RNA聚合酶小分子核苷類抑制劑：默克與Ridgeback合作開(kāi)發(fā)的Molnupiravir（MK-4482/EIDD-2801），以及羅氏收購(gòu)獲得的AT-527；開(kāi)拓藥業(yè)的AR拮抗劑普克魯胺；以及注射用的3CL蛋白酶抑制劑：輝瑞的小分子藥物PF-07304814。然而，這些藥物的臨床試驗(yàn)樣本都無(wú)法與已經(jīng)上市的瑞德西韋的使用人數(shù)相比——100萬(wàn)人左右，故前景未知。

       因此，對(duì)瑞德西韋或GS-441524的快速改良，尤其是在保持藥效和安全性的前提下提高藥物溶解度，避免可能產(chǎn)生**的輔料，如瑞德西韋中使用的璜丁酰環(huán)糊精，顯得非常有時(shí)效性和重要性。

       南方科技大學(xué)張緒穆教授團(tuán)隊(duì)在對(duì)瑞德西韋或GS-441524進(jìn)行了充分的研究后，開(kāi)展了目標(biāo)明確的改良——在同等或高于瑞德西韋藥效的前提下，提高生物利用度，降低生產(chǎn)成本，為結(jié)束疫情提供有效的可口服的治療藥物。目前，根據(jù)瑞德西韋和GS-441524的結(jié)構(gòu)，在張教授團(tuán)隊(duì)新設(shè)計(jì)合成的一批改良型化合物中，已發(fā)現(xiàn)候選化合物SHEN26。該化合物合成簡(jiǎn)單，成本可大幅降低，且生物利用度已達(dá)到80%以上（可口服），當(dāng)下正在緊張的進(jìn)行臨床前靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

       新冠口服藥物研發(fā)，道阻且長(zhǎng)。

       不斷改進(jìn)加速研究，行則將至。

       參考資料

       1.https://www.imf.org/zh/Publications/WEO/Issues/2021/01/26/2021-world-economic-outlook-update

       2.https://www.gilead.com/news-and-press/press-room/press-releases/2021/2/gilead-sciences-announces-fourth-quarter-and-full-year-2020-financial-results

       3.https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2007764

       4.https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2023184

       5.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420306292

       6.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960894X12003071?via%3Dihub

       7.https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1098612X19825701

       8.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.6b01594

       9.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29511076/

       10.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.0c01929